Jak efektywnie korzystać z energii
PixabayO tym, w jaki sposób osiągnąć maksymalną poprawę efektywności energetycznej oraz gdzie i jak szukać oszczędności energii na linii produkcyjnej, opowiadają przedstawiciele firm Mitsubishi Electric, Sternet, Kimla i Copa-Data.
MM Magazyn Przemysłowy: Jak osiągnąć maksymalną poprawę efektywności energetycznej?
Wojciech Bracha, kierownik produktu w Mitsubishi Electric: – Przede wszystkim należy pamiętać, że poprawa efektywności energetycznej to nie są jednorazowe działania, które mają zredukować nasze zużycie energii w perspektywie tygodnia, miesiąca czy roku. Poprawa efektywności energetycznej jest procesem ciągłym, do którego najlepiej stosować ogólnie znane metodyki zarządzania. Doskonale sprawdza się tu metodologia PDCA (Plan-Do-Check-Act), czyli tzw. cykl Deminga. Jest to uniwersalna metodyka, którą wdrożyć można nie tylko na linii produkcyjnej, ale też w zarządzaniu zużyciem mediów.
Maciej Magierowski, specjalista ds. efektywności energetycznej w firmie STERNET: – Maksymalny efekt energetyczny można uzyskać dzięki analizie wszystkich procesów technologicznych pod kątem zużycia energii i zdefiniowaniu faktycznych potrzeb energetycznych spełniających jednocześnie wymagania technologiczne. Efektywne wykorzystanie energii polega na maksymalizowaniu wyników przy jak najmniejszym wkładzie w postaci energii (np. elektrycznej czy cieplnej). Wszystkie typy wdrażanych modernizacji, których celem jest obniżenie zużycia energii, należy zakwalifikować do działań efektywnych energetycznie. Większość prowadzonych przedsięwzięć w swoim zakresie skupia się tylko na fragmencie procesu technologicznego, podnosząc jego efektywność, lecz nie wykorzystując pełnego potencjału oszczędności. Globalne spojrzenie na funkcjonowanie całego zakładu pozwala na rzetelną weryfikację uzyskanych danych i wskazanie obszarów do modernizacji.
Przemysław Kimla, prezes firmy Kimla: – Poprawa efektywności energetycznej może być osiągnięta przez lepsze wykorzystanie dostępnych zasobów. Na przykład lasery fiber marnują swój potencjał z powodu stosowania niewystarczająco wydajnych sterowników CNC. Teoretycznie mogą one ciąć z prędkościami nawet pięć razy większymi niż CO2, jednak współczesne lasery nie są w stanie uzyskać takiej prędkości z powodu zbyt wolnych sterowników.
Urszula Bizoń-Żaba, dyrektor zarządzający/prokurent w COPA-DATA Polska: – Jest wiele sposobów na poprawę efektywności energetycznej. Jeden z najbardziej skutecznych to z pewnością wprowadzenie Systemu Zarządzania Danymi Energetycznymi (Energy Data Management System, EDMS), który wspiera każdy zakład produkcyjny w: zbieraniu danych dotyczących poboru energii, zmniejszeniu zużycia energii i obniżeniu kosztów, zwiększeniu wydajności maszyn i innych urządzeń wspierających produkcję, dostarczeniu danych liczbowych umożliwiających kontrolę energii, monitorowaniu, analizie i archiwizowaniu zebranych danych, zabezpieczeniu bezawaryjnych dostaw energii. Jednym słowem EDMS to narzędzie, które obejmuje wszystkie komponenty sprzętu i oprogramowania, począwszy od licznika zużycia energii aż do kompletnych raportów wysyłanych przez oprogramowanie do osób zarządzających produkcją lub zakładem produkcyjnym. Kolejnym krokiem może być zdobycie certyfikatu ISO 50001, który potwierdza, że zakład produkcyjny z sukcesem realizuje politykę efektywności energetycznej.
Gdzie szukać oszczędności energii na linii produkcyjnej?
Wojciech Bracha: – Każda linia produkcyjna jest inna i nie ma jednoznacznej odpowiedzi na tak postawione pytanie. Jednak można wskazać typowe obszary, w których energia pod różną postacią jest marnowana. Pamiętajmy bowiem, że zwiększanie efektywności energetycznej nie polega na niezużywaniu energii, ale na zużywaniu jej mądrze w odniesieniu do miejsca, czasu i ilości. Przykłady typowych obszarów w zakładach produkcyjnych, gdzie można szukać oszczędności, to: wtryskarki (energochłonne grzałki), instalacje sprężonego powietrza (wycieki i brak płynnej regulacji z wykorzystaniem przetwornic częstotliwości), wentylacja (brak płynnej regulacji, dławienie mechaniczne), piece, kotły itp. Potencjał oszczędności w poszczególnych obszarach najłatwiej wyznaczyć poprzez pomiar – nie jednorazowy, ale ciągły, prowadzony przez dłuższy czas. Pozwala to zbudować świadomość, gdzie i jak nasza energia jest wykorzystywana.
Maciej Magierowski: – Oszczędności powinno się szukać tam, gdzie zużycie mediów jest największe, tak by wolumen zaoszczędzonej energii był maksymalny i zauważalny w skali całego zakładu. Energochłonność linii produkcyjnych można sprawdzić na wiele sposobów, np. poprzez inwentaryzację napędów lub wdrożenie systemów zarządzania energią. Dokładna i rzetelna inwentaryzacja zakładu pozwala na wytypowanie obszarów nadających się do modernizacji i stanowi absolutną podstawę. Nasze doświadczenie pokazuje, że aplikacje napędowe, pompowe i wentylatorowe niosą w sobie największypotencjał oszczędności energii elektrycznej.
Przemysław Kimla: – Stosując lasery fiber zamiast CO2, już osiągnięto znaczącą poprawę efektywności energetycznej, ale wciąż do zagospodarowania zostaje co najmniej drugie tyle potencjału, ponieważ wykorzystanie odpowiedniego systemu sterowania pozwoli zastąpić dwa lasery jednym.
Urszula Bizoń-Żaba: – Największe oszczędności energii przynosi z pewnością regularne monitorowanie wskaźnika OEE, czyli pomiar całkowitej efektywności wykorzystania linii produkcyjnej. Pełna optymalizacja pracy linii i dostosowanie czasu jej pracy do rzeczywistych potrzeb i planów produkcyjnych zmniejsza zużycie energii. Kolejna ważna rzecz to eliminowanie wszelkich, nawet najdrobniejszych usterek technicznych. Nie od dziś wiadomo, że niesprawny sprzęt generuje dodatkowe zapotrzebowanie na energię. Oba wymienione czynniki, czyli monitoring wskaźnika OEE i sprawności urządzeń, można skutecznie wyznaczać dzięki nowoczesnemu narzędziu zenon Software Platform.
Jakie są największe bariery wzrostu efektywności energetycznej w zakładach produkcyjnych?
Wojciech Bracha: – Zdecydowanie największą barierą wzrostu jest ludzka świadomość. Musimy sobie zdawać sprawę z tego, że optymalizacja zużycia energii to nie tylko nowoczesny sprzęt, który jest mniej energochłonny, ale też ludzkie podejście i nawyki. To filozofia, którą muszą realizować wszyscy pracownicy, dlatego tak ważne jest, oprócz zbudowania systemu, również zbudowanie świadomości wśród pracowników. Dobrze ten temat przedstawia norma ISO 50001. Drugim blokerem jest podejście osób decyzyjnych w firmach produkcyjnych. Często są one skoncentrowane na produkcji, nie widząc efektu ubocznego w postaci wyższych kosztów produkcji przez nieefektywne użytkowanie energii. Zmiana takiej mentalności pozwala na obniżenie zużycia energii, kosztów i tym samym zwiększenie konkurencyjności.
Maciej Magierowski: – Na drodze do efektywności energetycznej stoją dwie główne przeszkody: bariera merytoryczna i ekonomiczna. Zakłady produkcyjne w dużej mierze nastawione są na wolumen produkcji i często pomijają przy tym stan techniczny instalacji, ich wiek czy energochłonność procesów technologicznych. Świadomość energetyczna często jest na niskim poziomie, a to powoduje brak chęci do angażowania się w procesy modernizacyjne; firmy wychodzą z założenia, że dobrze jest, jak jest. Dopiero podwyżki cen mediów energetycznych, a tym same rosnące koszty produkcji, zmuszają do refleksji i szukania oszczędności. Drugą przeszkodą jest bariera ekonomiczna. Koszty modernizacji wydają się często ponad możliwości finansowe przedsiębiorstwa, co skutkuje zaniechaniem podjęcia działań i utratą szansy na poprawę efektywności energetycznej firmy. Istnieją jednak możliwości uzyskania wsparcia w ramach tzw. Białych Certyfikatów, czyli audytów efektywności energetycznej, i w ten sposób zapewnienia dodatkowego finansowania inwestycji.
Przemysław Kimla: – Największą barierą najczęściej jest przyzwyczajenie i niechęć do zmian. Często maszyny kupuje się niejako z rozpędu, powielając posiadany park maszynowy. Okazuje się, że czasami warto rozejrzeć się po rynku, ponieważ nierzadko znajdziemy maszynę wydajniejszą, nowocześniejszą i tańszą niż już posiadane.
Urszula Bizoń-Żaba: – Z naszych doświadczeń wynika, że największą barierą jest panujące w zakładach produkcyjnych przekonanie, że każda zmiana wymaga dużych nakładów finansowych i organizacyjnych. Jednak w związku z wysokimi podwyżkami energii elektrycznej i coraz wyższą świadomością ekologiczną bariery te powoli zaczynają zanikać.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Jakie działania należy podjąć w zakładach produkcyjnych, żeby zwiększyć ich efektywność energetyczną?
Wojciech Bracha: – Przede wszystkim zacząć mierzyć. Pomiar powinien być absolutnie zawsze pierwszym krokiem do jakichkolwiek działań mających na celu podjęcie decyzji o tym, gdzie szukamy oszczędności. Jednocześnie warto nakreślić plan swoich działań, rozważyć np. wprowadzenie certyfikacji ISO 50001, która będzie niejako przewodnikiem, szczególnie od strony metodyki, jak postępować, by szlifować swoją efektywność energetyczną.
Maciej Magierowski: – Pierwszym krokiem do zwiększenia efektywności energetycznej przedsiębiorstwa jest audyt energetyczny. Takie opracowanie powinno zawierać kompletne i wiarygodne dane o łącznym zużyciu mediów z rozbiciem na poszczególne typy. Audyt powinien dokumentować zużycie energii w przedsiębiorstwie na poziomie minimum 90%. Aby całość przyniosła zamierzony efekt, warto wykorzystać kompetencje audytorów energetycznych i specjalistów z zakresu efektywności energetycznej. Na podstawie audytu powstają rekomendacje modernizacyjne. Każde z sugerowanych przedsięwzięć posiada własną analizę energetyczną, ekologiczną i finansową. Uzyskane wyniki pozwolą na podjęcie decyzji co do zakresu inwestycji, utworzenie harmonogramu planowanych działań modernizacyjnych i zapewnienie finansowania.
Przemysław Kimla: – Firma Kimla opracowała wydajny system sterowania przeznaczony do laserów fiber, pozwalający na znacznie lepsze wykorzystanie potencjału tych laserów. Wystawiając nasze lasery na największych targach na świecie, wielokrotnie udowodniliśmy, że produkujemy najszybsze wycinarki laserowe. Wykazywane różnice nie były liczone w procentach, ale często w krotnościach w stosunku do innych maszyn. Możliwość zastosowania jednej wycinarki laserowej zamiast dwóch czy trzech innych w zdecydowanym stopniu może podnieść efektywność energetyczną przedsiębiorstwa, nie wspominając o amortyzacji czy zajmowanej powierzchni.
Urszula Bizoń-Żaba: – Sprawą priorytetową jest na pewno zmiana świadomości wśród zarządzających i zwykłych pracowników oraz zaangażowanie ich w proces zmian. Z pewnością niezbędne jest wprowadzenie polityki efektywności energetycznej w całym zakładzie, a nie tylko na produkcji. Kolejnym krokiem powinno być wprowadzenie narzędzi monitorujących faktyczny stan zużycia energii, zlokalizowanie wąskich gardeł, czyli miejsc, gdzie jest największe wykorzystanie energii (np. przestarzałe i niesprawne maszyny, maszyny o dużym zapotrzebowaniu na energię, takie jak sprężarki, klimatyzatory) oraz wprowadzenie działań korygujących. Cały czas proces powinien być monitorowany i ulepszany. Kolejne sukcesy i niższe rachunki za energię z pewnością będą motywować do dalszej pracy i wprowadzenia nowych metod pozwalających uzyskać maksymalną efektywność energetyczną.
Jak wygląda Państwa oferta, jeśli chodzi o rozwiązania podnoszące efektywność energetyczną na liniach produkcyjnych?
Wojciech Bracha: – Mitsubishi Electric dostarcza klientom kompletne rozwiązania do monitoringu, zbierania danych i wizualizacji zużycia energii. Jednym z nowszych rozwiązań jest moduł pozwalający mierzyć współczynnik OEE na linii produkcyjnej – takie rozwiązanie również wspiera energooszczędność, szczególnie tam, gdzie mamy niski wskaźnik OEE na energochłonnej linii produkcyjnej. Gdy np. mamy piec i ze względów technologicznych nie możemy go wygasić, to przez jego nieplanowane przestoje marnujemy ogromne ilości energii. Usprawnienie procesu produkcyjnego wpłynie w tym przypadku oczywiście na OEE i naszą produktywność, ale efektem ubocznym będzie poprawa wskaźnika jednostkowego zużycia energii (ilość zużytej energii na jednostkę produkcyjną). Ponadto Mitsubishi Electric ma w swojej ofercie napędy, które są w czołówce pod względem nie tylko wydajności, ale też efektywności energetycznej.
Maciej Magierowski: – Wspieramy klientów w projektach poprawy efektywności energetycznej i redukcji zużycia energii elektrycznej. Zdecydowana większość działań modernizacyjnych dotyczy silników elektrycznych, które są głównym odbiorcą energii w przemyśle. Odpowiadają za 70% zużycia i to w nich tkwi największy potencjał oszczędności. Naszym celem jest optymalizacja i dobór najefektywniejszych rozwiązań w tym zakresie. Pierwszym krokiem jest inwentaryzacja napędów. Następnie analizujemy możliwości i ograniczenia związane ze specyfiką działalności klienta. Wyniki przedstawiamy w postaci kompleksowego audytu energetycznego, który zawiera obliczenia potencjału oszczędności, analizę finansową i czas zwrotu z inwestycji. Na jego podstawie ustalamy zakres i kolejne działania. Gdy jest możliwość ubiegania się o Białe Certyfikaty, przeprowadzamy kompletną procedurę w imieniu klienta, łącznie ze złożeniem wniosku do URE. Kompleksowo dostarczamy i uruchamiamy napędy elektryczne w obiektach klientów.
Przemysław Kimla: – W przypadku laserów wyjątkowo atrakcyjne są napędy liniowe, które w ostatnim czasie widzimy w coraz większej liczbie maszyn. Są one szybsze, dokładniejsze, trwalsze i wbrew obiegowej opinii mają wyższą sprawność energetyczną od tradycyjnych napędów. Niestety są droższe, ale rozwój technologii ich produkcji i rosnąca popularność na pewno z czasem to zmieni.
Urszula Bizoń-Żaba: – COPA-DATA od prawie 35 lat dostarcza na rynek sprawdzone narzędzie zenon Software Platform, które pozwala zoptymalizować zużycie energii i zdobyć certyfikat ISO 50001, a tym samym ograniczyć koszty produkcji i stać się bardziej proekologicznym. Oprogramowanie zenon działa jak System Zarządzania Energią i jest nieodzownym narzędziem każdego zakładu produkcyjnego, który chce wprowadzić racjonalne zarządzanie energią według normy ISO 50001 oraz przeprowadzić proces certyfikacji. Oferowany przez COPA-DATA program zenon wspiera cały proces poprzez automatyczne zbieranie danych energetycznych z całego zakładu (również w czasie rzeczywistym). Daje też możliwość podglądu danych, liczb i trendów w przejrzysty sposób w wybranej przez użytkownika formie. Ponadto zenon bardzo łatwo integruje się z pracującymi urządzeniami i innymi systemami, umożliwiając szybkie wdrożenie określonych procedur, i pozwala uzyskać certyfikat ISO 50001. Efektywność, elastyczność, ergonomia i ekonomia to główne aspekty filozofii oprogramowania zenon. Środowisko inżynieryjne charakteryzuje się przede wszystkim „parametryzowaniem zamiast programowania“, a także gotowymi modułami i dużą przyjaznością dla użytkownika. W kosztach inwestycji oprócz standardowych funkcji zawarte są również aktualizacje i funkcjonalności dla systemu EDMS oraz możliwość wygenerowania dodatkowych obliczeń lub raportu.
